Mikrofalowe promieniowanie tła pozwoliło uchwycić pierwsze gwiazdy i galaktyki

Astronomowie, wykorzystując mikrofalowe promieniowanie tła, stworzyli najwyraźniejsze i najdokładniejsze jak dotąd obrazy Wszechświata w najwcześniejszym czasie kosmicznym dostępnym dla ludzkości.

.Mierząc światło, znane jako mikrofalowe promieniowanie tła (CMB), które podróżowało przez ponad 13 miliardów lat, aby mogło zostać uchwycone przez urządzenia stworzone przez człowieka. Nowe obrazy przedstawiają Wszechświat, gdy miał około 380 tysięcy lat –praktycznie z czasu jego narodziny, ponieważ w przybliżeniu ma on 13,82 miliarda lat.

Badania przeprowadzone przez naukowców z Cardiff University, wykorzystując dane z Atacama Cosmology Telescope (ACT) pokazują zarówno niezwykłą intensywność, jak i polaryzację najwcześniejszego światła po Wielkim Wybuchu z niespotykaną dotąd wyrazistością, ujawniając formowanie się starożytnych, konsolidujących się chmur wodoru i helu, które później ewoluowały w pierwsze gwiazdy i galaktyki.

.Astronomowie podkreślają, że mikrofalowe promieniowanie tła pozwoliło potwierdzić prosty model Wszechświata, wykluczając wiele innych możliwości. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

„Te nowe obrazy pozwalają nam z dużą precyzją zrekonstruować procesy, które dały początek złożonym kosmicznym strukturom, które widzimy na nocnym niebie, a także na naszej planecie. Byliśmy w stanie zmierzyć bardziej precyzyjnie niż kiedykolwiek wcześniej, że obserwowalny Wszechświat rozciąga się prawie 50 miliardów lat świetlnych we wszystkich kierunkach od nas i zawiera tyle masy, ile prawie 2 biliony bilionów słońc. A masa normalnej materii – takiej, którą możemy zobaczyć i zmierzyć – stanowi zaledwie niewielką część. Trzy czwarte tej masy to wodór, a jedna czwarta to hel” – mówi Erminia Calabrese z Cardiff University.

„Pierwiastki, z których zbudowani są ludzie – głównie węgiel, tlen, azot, żelazo, a nawet śladowe ilości złota – powstały później w gwiazdach i są tylko posypką na wierzchu tego kosmicznego gulaszu. Kolejna 500 część masy znajduje się w niewidzialnej ciemnej materii o nieznanej jeszcze naturze, a pozostała większość wagi to dominująca energia próżni lub ciemna energia pustej przestrzeni” – dodaje.

Jak opisują naukowcy, głównym celem badania było przetestowanie alternatywnych modeli Wszechświata, które wyjaśniłyby nieporozumienia, które pojawiły się w ostatnich latach w środowisku naukowym na temat stałej Hubble’a, czyli tempa, w jakim obecnie rozszerza się kosmos.

.Mikrofalowe promieniowanie tła konsekwentnie pokazuje tempo ekspansji na poziomie 67-68 kilometrów na sekundę na megaparsek (km/s/Mpc), podczas gdy pomiary ruchu pobliskich galaktyk wskazują na stałą Hubble’a wynoszącą nawet 73-74 km/s/Mpc. Korzystając z nowych danych, astronomowie potwierdził z wyższą precyzją niższą wartość stałej Hubble’a. Nowe pomiary poprawiły również oszacowanie wieku Wszechświata, ustalając go na 13,8 miliarda lat, z niepewnością wynoszącą zaledwie 0,1 proc.

Oprac. EG